經鼻高流量濕化氧療治療手術機械通氣拔管后急性呼吸衰竭及氣道管理

郭福燕 冉蕾 劉會霞 李會彥 魏維 翟聞芳 李靜

1河北醫科大學第三醫院腎內科，石家莊050000；2河北醫科大學第三醫院呼吸內二科，石家莊050000

大型外科手術術后長時間有創正壓通氣(invasive positive pressure ventilation，IPPV)可導致呼吸肌疲勞和膈功能障礙，拔出氣管插管后會出現不同程度的肺泡塌陷，嚴重者出現急性呼吸衰竭(acute respiratory failure，ARF)，拔管后出現ARF意味著呼吸機脫機失敗，患者將面臨二次有創通氣或氣管切開損傷，既延長了住院時間，又增大了呼吸機相關性肺炎(ventilator-associated pneumonia，VAP)及肺損傷的發生概率[1]。無創正壓通氣(noninvasive positive pressure ventilation，NPPV)是搶救ARF的手段之一，經鼻面罩行NPPV可使ARF患者獲益，降低二次氣管插管率或氣管切開率已成為專家共識[2-3]。經鼻高流量濕化氧療(humidified high flow nasal cannula oxygen therapy，H HFNC)技術既往主要用于兒童或新生兒呼吸衰竭的治療，近年國內外陸續報道HHFNC在成人急性呼吸衰竭、拔管后呼吸窘迫的臨床救治中療效可能較NPPV更加明顯[4-6]。筆者對本院ICU術后氣管拔管后發生ARF的病例分別采用NPPV與HHFNC治療，結果如下。

1 對象與方法

1.1 研究對象 研究經本院醫學倫理委員會審查批準(2018-005-1)。研究對象入組標準：(1)年齡＜70歲；(2)術后氣管插管輔助通氣達到脫機指征；(3)脫機后出現呼吸衰竭癥狀并達到《內科學》ARF臨床診斷標準[7]；(4)患者意識清醒。排除標準：(1)鼻咽部解剖結構異常、面部損傷、口腔難以閉合者；(2)合并嚴重肺大皰、肺氣腫、敗血癥、腦血管意外、嚴重心律失常者；(3)呼吸微弱或心跳驟停者；(4)明顯吞咽反射困難者；(5)難以耐受無創正壓通氣者。

入選本院ICU 2014年8月至2015年12月術后行有創通氣拔管后發生ARF的86例患者為研究對象。入組患者中男54例，女32例，年齡(56.2±7.2)歲，年齡范圍44～68歲；胸部手術術后35例、心臟手術術后38例、消化道手術術后13例；術后氣管插管通氣天數(6.0±2.6)d，范圍3～10 d；拔管后當日急性生理學和慢性健康狀況評分系統Ⅱ(Acute Physiology and Chronic Health Scoring SystemⅡ，APACHEⅡ)評分13～25分，平均(18.5～3.3)分。入組患者根據隨機數字表分為A(44例)、B(42例)兩組，兩組患者無創通氣前基礎特征差異無統計學意義(P＞0.05)，見表1。

1.2 無創通氣治療方法 所有患者脫機拔管后均采用3～5 L/min鼻塞吸氧，若患者出現呼吸頻率(respiratory ratio，RR)增快，血氧飽和度(pulse oxygen saturation，SpO2)下降，PaO2下降至60 mm Hg(1 mm Hg=0.133 k Pa)伴或不伴PaCO2升高至50 mm Hg，考慮給予無創輔助通氣治療。

表1 兩組患者無創通氣前基礎特征比較

A組：采用新西蘭Fisher&Paykel公司的經鼻高流量濕化氧療系統及配套Optiflow雙腔鼻導管進行HHFNC輔助通氣，設置功能參數：吸入氧濃度(forced inspiratory oxygen，FiO2)40%～50%，濕化溫度37℃，初始吸入氣體流量40 L/min，根據患者耐受程度逐步上調吸入氣體流量，最大可至70 L/min，至患者意識清醒、自主呼吸頻率維持至30次min、經鼻導管吸氧(FiO2≤40%)SpO2＞90%、PaO2＞60 mm Hg或氧合指數(PaO2/FiO2)＞200時停止H HFNC通氣。

B組：采用美國偉康公司面罩式雙水平無創正壓呼吸機(BIPAP ST/30型)輔助通氣，參數設置：S/T模式，初始吸氣壓力(inspiratory positive airway pressure，IPAP)10～12cm H2O(1 cm H2O=0.098 k Pa)，1 h逐步升至14～18 cm H2O，呼氣壓力(expiatory positive airway pressure，EPAP)5 cm H2O，吸入氧流量3～5 L/min，吸入氧濃度FiO240%～50%，使SpO2維持在90%以上。病情好轉后逐漸下調IPAP、EPAP至5cm H2O，改用鼻導管吸氧，待自主RR、血氣指標穩定后脫機。

在上述治療2 h后，若患者呼吸困難癥狀進行性加重、意識不清；HR增快＞150%或減慢、血流動力學不穩定；提高FiO2≥60%1 h后PaO2＜50 mm Hg和/或PaCO2＞70 mm Hg[8]則停止無創輔助通氣，果斷給予二次氣管插管行有創通氣。

1.3 觀察指標 觀察并記錄兩組拔管后ARF患者無創輔助通氣前與輔助通氣治療2 h后基礎生命體征[邁瑞PM8000型心電監護儀測定RR、心率(heart ratio，HR)、SpO2]與股動脈血氣分析[羅氏cobas b123型血氣電解質分析儀測定股動脈血PaO2、PaCO2]結果，記錄兩組無創輔助通氣時間、再插管行有創通氣例數、再插管患者中VAP發生及病死例數。其中，VAP定義為：氣管插管及機械通氣后發生的肺炎[7]。

1.4 統計學分析 應用SPSS 19.0軟件進行統計學處理，生命體征與動脈血氣分析等定量指標均符合正態分布，用±s表示，組間定量指標比較采用t檢驗；二次插管率、VAP發生率、病死率等定性指標用[例(%)]表示，組間定性指標比較采用χ2檢驗，不滿足條件的四格表數據比較采用fisher精確概率法，檢驗效能α=0.05。

2 結果

2.1 生命體征與動脈血氣指標改善情況比較 無創通氣治療2 h，兩組患者HR、RR、SpO2、PaO2、PaCO2均較無創通氣前改善；A組SpO2、PaO2上升幅度與RR、PaCO2下降幅度均顯著高于B組，差異有統計學意義(P＜0.05)，見表2。

2.2 無創通氣時間與再插管比例比較 A組治療有效者無創通氣時間顯著少于B組(P＜0.05)。A、B兩組通氣過程中分別有5例、7例治療無效，重新行氣管插管，二次插管患者分別發生VAP2例、3例，死于多器官功能衰竭各1例。兩組無創通氣后再插管比例、VAP發生率與病死率差異無統計學意義(P＞0.05)。

表2 兩組患者無創通氣治療前與治療2 h生命體征和動脈血氣結果比較(±s)

表2 兩組患者無創通氣治療前與治療2 h生命體征和動脈血氣結果比較(±s)

注：HR為心率；RR為呼吸頻率；SpO2為血氧飽和度；1 mm Hg=0.133 k Pa；與治療前比較，a P＜0.05

組別例數HR(次/min)RR(次/min)SpO2(%)PaO2(mm Hg)PaCO2(mmHg)治療前治療后治療前治療后治療前治療后治療前治療后治療前治療后A組44 108.9±17.5 97.4±12.3a 32.6±4.8 23.2±3.0a 84.4±6.3 92.6±5.0a 67.8±8.2 88.3±13.5a 52.3±8.2 46.1±8.8a B組42 110.2±14.9 99.8±12.7a 31.8±4.5 24.5±3.7a 83.8±5.5 91.2±6.9a 68.1±7.5 86.4±11.2a 53.0±7.5 48.0±9.3a t值0.370 0.890 0.796 1.794 0.470 1.081 0.177 0.709 0.413 0.973 P值＞0.05＞0.05＞0.05＞0.05＞0.05＞0.05＞0.05＞0.05＞0.05＞0.05

表3 兩組患者無創通氣時間及臨床預后比較

3 討論

大型外科手術直接損傷胸腹部肌肉組織，加之術后加壓包扎限制了呼吸幅度，同時手術麻醉、術后高分解應激、疼痛、有創通氣等因素會直接或間接影響呼吸肌運動[9]，部分患者在有創通氣拔管后依然會出現內源性呼氣末正壓(positive end expiratory pressure，PEEP)增高和呼吸肌疲勞，導致肺泡有效通氣量和潮氣量的下降，易發展為ARF[10]。呼吸阻力增大與呼吸運動驅動力不足是ARF的發生的核心機制，NPPV是救治多種病因引起的ARF的有效手段，適宜的NPPV對于減少再插管損傷及相關并發癥、縮短ICU滯留時間、減輕患者經濟負擔具有重要意義。NPPV臨床多采用雙水平氣道正壓(bi-level positive airway pressure，BiPAP)或持續氣道內正壓(continuous positive airway pressure，CPAP)通氣模式，兩種模式均是通過施加正壓、降低呼吸肌做功、擴張氣道、改善肺泡萎陷而達到增加呼氣末肺容積，改善SpO2的目的。其中，BiPAP通過設置一個較高的吸氣壓和一個較低的呼氣壓，能更好地輔助自主呼吸，增加肺的順應性，減少呼吸肌做功，改善肺通氣和換氣功能[11]。本研究中，B組患者在使用BiPAP治療2 h后，生命體征與動脈血氣指標均較BiPAP通氣前改善，使83.3%的患者避免了二次插管或氣管切開。

HHFNC是一種新型的無創輔助通氣方式，既往較少應用于成年人，該系統通過空氧混合器能提供精確的FiO2(21%～100%)，提供最高達70 L/min的氣體流量，且能通過單回路管路對流經氣體進行加溫加濕，提供37℃相對濕度100%的氣體。既往研究表明：H HFNC的高流速混合氣流量超過多數呼吸功能衰竭患者的吸氣流量峰值，由此產生類似PEEP的作用，能有效沖刷鼻咽部及上呼吸道的生理死腔，促進肺部氧合和二氧化碳交換[12]；同時能降低呼吸阻力與呼吸肌吸氣做功[13]，增加呼吸系統末端膨脹壓力，復張肺泡，增加氧分子彌散，改善通氣/血流比[14]。在每分通氣量相同條件下，HHFNC較其他通氣方式能有效增加肺泡通氣量比例，提高肺換氣效率[15]。此外，HHFNC能對混合氣進行全程主動加溫、加濕，確?；颊邭獾捞幱诮粕頋窕癄顟B，活躍氣道纖毛運動，有效稀釋痰液，有助于保持呼吸道通暢，改善肺通氣，且大大簡化了吸痰工作量[16]；該系統的主動加溫加濕功能還能節約人體對吸入氣體進行加溫加濕所需的熱量[17]。OptiFlow雙腔鼻導管輸送氣體不需要密閉回路，不會對鼻中隔及口面部造成明顯的壓迫，與面罩、普通鼻導管等裝置相比，患者舒適度及依從性較高[18]?？傊?，HHFNC通過高流量混合氣體的輸送，能降低呼吸做功、增加呼氣末肺容積、改善患者氧合。

Roca等[19]報道，HHFNC治療20例ARF，患者PaO2、RR較氧氣面罩顯著提高，而PaCO2則差異無統計學意義。Stéphan等[20]報道，414例心臟手術患者拔管后ARF患者行HHFNC支持的再插管率(21.0%比21.9%)、病死率(5.5%比6.8%)與416例行BIPAP支持的患者接近，而治療24 h后皮膚破潰比例顯著低于BIPAP組(3%比10%)，得出結論H HFNC治療心臟手術拔管后ARF的效果至少不差于BIPAP。國內學者對29例、24例術后脫機拔管后ARF患者分別采用HHFNC與CPAP治療，結果提示前者再插管率顯著低于后者(20.7%比45.8%)(χ2=3.81，P＜0.05)。本研究無創通氣治療2 h，兩組患者基礎生命體征和股動脈血氣指標均較NPPV治療前改善，分別使88.6%和88.3%的患者避免了二次插管，說明H HFNC與BiPAP均是治療拔管后ARF的有效手段，而HHFNC組治療2 h后SpO2、PaO2上升幅度與RR、PaCO2下降幅度均顯著高于B組，且治療有效者無創通氣時間亦顯著少于B組，據此可推測H HFNC較BiPAP治療拔管后ARF效果更佳；兩組再插管率、VAP發生率、病死率差異雖無統計學意義，但HHFNC已表現出相對優勢的趨勢，故筆者支持HHFNC較BiPAP治療拔管后ARF具有相對優勢的結論。本研究中HHFNC在二次插管率、VAP發生率等方面的優勢表現的不甚明顯，筆者認為這可能與研究的樣本量較小有關，伴隨樣本量的增加，這種趨勢可能更加明顯。筆者觀察出現上述差異的原因之一可能與HHFNC使用的optiflow鼻導管及鼻塞有關，optiflow能更好地適應上呼吸道的生理功能，無需密閉回路便可形成較高的PEEP，能保證恒定濃度的混合氣供應，而后者則需要密閉回路才能實現PEEP，這需要鼻(面)罩的完美貼合，一旦漏氣則難以確保氣道內正壓的持續穩定性，且患者的耐受性大打折扣。

有效落實氣道護理管理是避免手術拔管后ARF發生和HHFNC施治的基礎。為此需注意如下方面：(1)充分的預脫機試驗是確保IPPV脫機成功及避免ARF的前提。在對IPPV患者生命體征、動脈血氣、意識、感染情況進行充分評估并認定符合脫機條件基礎上，必須進行1～2 h的自主呼吸試驗(spontaneous breathing trial，SBT)與氣囊漏氣試驗，最好連續兩次SBT成功且氣囊漏氣試驗陰性，方可脫機；(2)H HFNC治療前選擇合適的optiflow管道與頭帶。Optiflow管道根據鼻塞孔徑分為S、M、L號，以選擇孔徑超過50%鼻孔內徑的鼻塞為宜，可有效減少漏氣；同時，鼻導管的頭帶應松緊適宜，太松難以確保氣道正壓效果，太緊則影響患者的舒適性與耐受性；(3)HHFNC治療中確?；颊呖谇婚]合。在同一混合氣流速下，HHFNC患者口腔開放時PEEP較口腔閉合時顯著下降[21]。因此，在HHFNC治療前與治療中要叮囑患者閉合口腔，以確保較高的氣道壓力，確保通氣效果；(4)HHFNC治療中加強護理巡視，果斷履行插管操作。H HFNC治療ARF的適宜對象、治療時間及何時需要將NPPV轉換為IPPV治療目前尚無定論[22]，研究顯示當NPPV治療2 h后，PaO2/FiO2＜150 mm Hg是轉為IPPV的臨床指征[23]，這意味氣道壓力不能維持患者的功能殘氣量，因此，治療中要密切關注患者生命體征、氧合情況、咳嗽癥狀，若患者行HHFNC治療2 h后呼吸頻率、血氧飽和度沒有得到明顯改善，則應立即改行有創通氣，及時進行氣管插管或切開，建立人工氣道。

綜上所述，筆者認為對手術拔管后ARF患者實施HHFNC能快速改善氧合及減輕二氧化碳潴留，減少通氣時間，臨床效果不次于BiPAP。HHFNC操作前后需加強氣道管理，確保HHFNC的有效實施。但本研究樣本量較小，HHFNC較BiPAP對降低再插管與VAP風險的優勢不明顯，HHFNC對成人ARF的救治效果仍有待大樣本的系統性評估。

利益沖突所有作者均聲明不存在利益沖突